1 HARDWARE

Come è fatto un computer?

Il computer è una macchina formata da due parti:

• hardware: è la parte fisica del sistema, quella che si può toccare. Fanno parte dell’hardware tutti i dispositivi elettronici, elettrici, meccanici, magnetici, ottici;
• software: è la parte logica del sistema, quella che, anche se non si può fisicamente toccare, esiste comunque. Fanno parte del software tutti i programmi e i dati che vengono inseriti nel computer.

È possibile parlare di hardware in due modi:

1. elencando i diversi tipi di computer che esistono;

2. descrivendo i componenti che formano un computer (architettura di un calcolatore).

Tanti tipi di computer

Come è facile intuire, non esiste un solo tipo di computer. Esistono computer grandi, piccoli, differenti fra loro per la tecnologia con cui vengono costruiti, per i software che sono in grado di supportare, per la potenza di calcolo che hanno, per la capacità delle loro memorie e perfino per gli utenti a cui sono destinati. Nel mondo odierno, infatti, il termine computer ha ormai assunto un significato molto ampio: fanno parte dei computer le calcolatrici tascabili, gli smartphone, i personal computer, i grandi sistemi di elaborazione ecc.

È possibile raggruppare i computer in alcune categorie principali, molto generali perché sono in continua evoluzione e i confini fra un sistema e un altro non sono così precisi.

Di seguito forniamo una breve descrizione dei dispositivi di uso più comune:

• personal computer: viene comunemente chiamato PC, ha dimensioni, prezzo e prestazioni adatti sia a un uso domestico sia in ambito professionale. Normalmente viene installato su una scrivania e per questo motivo viene anche chiamato ▶ desktop;

• portatile: si chiama anche laptop o notebook e può svolgere le stesse funzioni di un PC, ma a parità di prestazioni risulta più costoso perché i suoi componenti sono miniaturizzati e ottimizzati per ridurre il consumo di energia e il peso. Come un PC ha un ▶ display e una tastiera, ma l’alimentazione è fornita anche da una batteria, la cui autonomia è, indicativamente, di alcune ore. È facilmente trasportabile;

• tablet: è un dispositivo dotato di ▶ touch screen che consente all’utente di leggere e scrivere i contenuti utilizzando un dito oppure una penna particolare (chiamata anche stilo). I tablet più performanti raggiungono le stesse prestazioni di un PC. La loro predisposizione a garantire un’immediata connettività a Internet e la grande facilità di utilizzo li rende dei validi supporti per il lavoro, per lo studio e per svagarsi nei momenti di relax;
• ▶ smartphone: è l’evoluzione dei telefoni cellulari, che erano in uso già dagli anni Ottanta, ai quali è stata aggiunta capacità di calcolo, memoria e la possibilità di connettersi a Internet. Gli smartphone sono in grado di riprodurre e memorizzare contenuti multimediali come la musica, consentono di scattare fotografie e di girare video. Come i tablet sono dotati di un touch screen ad alta risoluzione e di un programma per navigare in rete (web browser);

• supercomputer: è normalmente un ▶ cluster di computer a elevate prestazioni, che viene utilizzato per processare enormi quantità di dati, con una finalità specifica. Come, per esempio, l’analisi dei dati derivati da grandi esperimenti fisici o esplorazioni spaziali;

• ▶ workstation: in passato era un calcolatore di grandi dimensioni con prestazioni e prezzo inferiori a quelle del mainframe (l’elaboratore centrale a cui gli utenti si collegavano per eseguire elaborazioni). Oggi il termine viene usato per indicare una “stazione” di lavoro, simile a un PC ma più potente, usata unicamente in ambito professionale per applicazioni come la progettazione e il disegno tecnico (CAD), l’elaborazione grafica (per esempio il rendering) e lo sviluppo di applicazioni.

Il modello di Von Neumann

Il modello di Von Neumann è uno schema che descrive l’architettura hardware su cui è basata la maggior parte dei moderni computer.

È la rappresentazione di come è fatto un computer al suo interno.

Anche se è stato ideato negli anni Quaranta del Novecento, questo modello costituisce ancora oggi una valida descrizione di quali componenti devono essere presenti in un computer:

• una memoria centrale (memoria primaria): all’interno della quale memorizzare, almeno temporaneamente, i dati e le istruzioni da eseguire su di essi;
• una memoria di massa (memoria secondaria): diversa dalla memoria centrale, per memorizzare permanentemente le informazioni;
• delle periferiche di ▶ input e di ▶ output: come suggerisce il nome, si trovano nella periferia dell’elaboratore e hanno la funzione di mettere in comunicazione l’uomo con la macchina;
• un’unità centrale di elaborazione: è in grado, principalmente, di eseguire dei calcoli aritmetici, delle operazioni logiche (memorizzando temporaneamente i dati e i risultati) e di controllare le attività che vengono svolte dal sistema durante l’esecuzione dei programmi.